UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA
FACULTAD DE AGRONOMÍARESPUESTA AL AGREGADO DE POTASIO EN SOJA DE SEGUNDA
por
Julián ARCAUS CAMINADA
Joaquín ECHEVERRÍA DELL’OCA
Álvaro FERRARI FORISCHI
TESIS presentada como uno de los requisitos para obtener el título de Ingeniero Agrónomo.
MONTEVIDEO URUGUAY
II
Tesis aprobada por:
Director: _______________________________________________ Ing. Agr. Esteban Hoffman
_______________________________________________ Ing. Agr. Mónica Barbazán
_______________________________________________ Ing. Agr. Sebastián Mazzilli
Fecha: 3 de febrero del 2012
Autor: _______________________________________________ Julián Arcaus Caminada
_______________________________________________ Joaquín Echeverría Dell’Oca
_______________________________________________ Álvaro Ferrari Forischi
III
AGRADECIMIENTOS
Al Director de la presente Tesis, Ing. Agr. Esteban Hoffman por su dedicación y apoyo en todas las etapas de esta tesis.
A la Ing. Agr. Mónica Barbazán por su invalorable ayuda y al Ing. Agr. Sebastián Mazzilli por participar como tercer integrante del tribunal.
A las empresas que auspician este proyecto: BARRACA ERRO, ISUSA y TAFILAR S.A.
A la empresa ASP, por haber colaborado en el proyecto, mediante la donación de fertilizante.
A la empresa LAVSA, por su apoyo y dedicación en la etapa final de análisis.
A los funcionarios del Laboratorio de Suelos de Facultad de Agronomía Paysandú, por la ayuda recibida.
A nuestros padres por el apoyo y la comprensión que nos brindaron en todo momento.
IV
TABLA DE CONTENIDO
Página
PÁGINA DE APROBACIÓN II
AGRADECIMIENTOS III
LISTA DE CUADROS E ILUSTRACIONES VI
1. INTRODUCCIÓN 1
2. REVISIÓN BIBLIOGRAFICA 3
2.1 INTRODUCCIÓN 3
2.2 DINÁMICA DEL K EN EL SUELO 4
2.2.1 Formas del K en el suelo 4
2.2.2 Disponibilidad de K para las plantas 5
2.3 DINÁMICA DEL K EN LA PLANTA 6
2.3.1 Funciones de K en las plantas 6
2.3.2 Requerimientos de K para las planta 7
2.3.3 Extracción de K del suelo 8
2.3.4 Respuesta vegetal al agregado de K 9
2.3.5 Niveles críticos para las plantas 9
2.4 DINAMICA EN SISTEMA SUELO/PLANTA 12
2.4.1 Balance de K en el suelo 12
2.4.2 Retorno del K desde el rastrojo 12
2.4.3 Extracción de K por las plantas 13
2.5 NECESIDADES DE AGUA POR EL CULTIVO DE SOJA 14
2.6 COMPONENTES DEL RENDIMIENTO EN GRANO 14
3. MATERIALES Y MÉTODOS 15
3.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS ENSAYOS 17
3.2 ANÁLISIS ESTADÍSTICO 18
3.2.1 Modelo estadístico 18
3.2.2 Análisis de la varianza 19
3.2.3 Análisis de los factores en determinar el rendimiento 19
3.3 HIPOTESIS DEL TRABAJO 20
3.4 OBJETIVOS DEL TRABAJO 20
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 21
4.1 CARACTERIZACION CLIMATICA 21
4.1.1 Escenario climático verano 2010/2011 21
V
4.2 RENDIMIENTO Y COMPONENTES 26
4.2.1 Rendimiento en grano 26
4.2.2 Componentes del rendimiento 28
4.2.3 Factores determinantes del rendimiento 29
4.3 RENDIMIENTO EN GRANO EN RESPUESTA AL AGREGADO DE K 37
4.4 INDICADORES DE SUELO 39
4.4.1 K intercambiable en suelo a siembra 39
4.4.2 K intercambiable en suelo 30, 60 y 90 dps 41
4.5 K DISPONIBLE EN EL RASTROJO DEL CULTIVO DE INVIERNO PREVIO 41 4.6 EVOLUCION DE K EN SUELO 44 4.7 CONCENTRACION DE K EN PLANTA 52 5. CONCLUSIONES 56 6. RESUMEN 58 7. SUMMARY 59 8. BIBLIOGRAFIA 60 9. ANEXOS 65
VI
LISTA DE CUADROS E ILUSTRACIONES
Cuadro No. Página
1. Caracterización de los sitios 16
2. Características de los ensayos 17
3. Rendimiento medio por tratamiento (kg ha-1) según sitio
experimental 28
4. Cantidad de rastrojo y contenido de K para siembra y 60 dpf
por sitio 42
Figura No.
1. Formas de K en el suelo 4
2. Ubicación de cada sitio experimental 15
3. Ubicación de los sitios experimentales en mapas INIA-GRAS: (a) precipitaciones acumuladas desde diciembre 2010 a febrero 2011, (b) ocurrencia de precipitaciones para el mismo período
en comparación con la media histórica 1961-2000. 21
4. Rendimiento potencial según precipitaciones (mm) para el total
del período del cultivo (siembra-R8). 22
5. Distribución de las precipitaciones a lo largo del ciclo del cultivo,
incluyendo el período crítico R3-R6. 24
6. Relación entre el rendimiento del cultivo de soja y precipitaciones en el período crítico (PC) R3-R6 (a), y en el final del ciclo
R6-R8 (b) 25
7. Rendimiento promedio por tratamiento para cada sitio de
investigación, incluyendo el resultado de comparación de medias
VII
8. Rendimiento en función del número de granos (a), en
función del PG (b), y PG en función del número de granos (c). Outliers (símbolos rellenos) no fueron considerados al momento
de realizar las regresiones. 29
9. Árbol de partición de los factores que explican los
rendimientos potenciales, siendo las flechas y los porcentajes
el impacto individual de cada factor 30
10. Impacto del nivel de K a la siembra, en el rendimiento potencial 31 11. Partición del rendimiento potencial en función de los años de
agricultura 32
12. Efecto conjunto del nivel de K a la siembra y “edad de chacra” en el rendimiento potencial. Gráficas de rutina SAS. JMP 8.2,
Contour Plot 32
13. Efecto de la fecha de siembra en el rendimiento potencial 33
14. Árbol de partición de los factores que explican los
rendimientos del testigo, siendo las flechas y los porcentajes
impacto individual de cada factor. 35
15. Impacto del nivel de K a la siembra (a) y la edad de chacra (b),
en el rendimiento del testigo 36
16. Rendimiento en grano según dosis de K aplicado 38
17. Relación entre rendimiento relativo y cantidad de K
intercambiable en suelo al momento de la siembra. Nivel crítico
publicado por Barbazán et al. (2011) 0,34 meq/100g suelo 40
18. Relación entre RR y K int. a (a) 30, (b) 60 y (c) 90 dpf 41
19. Relación entre K en rastrojo al momento de la siembra (kg ha-1)
y K en rastrojo a los 60 días post siembra (kg ha-1) 43
20. Relación entre el aporte de rastrojo y el cambio de K int. en suelo
VIII
21. Relación entre K int. al momento de siembra y K a los 90 después de la fertilización, para diferentes situaciones: (a) Sin cultivo con rastrojo, (b) Sin cultivo y sin rastrojo, (c) Con cultivo sin fertilizar con K y (d) Con cultivo y fertilizado con K. (b) Se tomaron 9 valores ya que en cuatro de los sitios en estudios no se extrajeron muestras de la parcela sin cultivo y sin rastrojo.
(- - - -) Relación 1:1 para los niveles estudiados 45
22. K int. en suelo para tratamientos sin fertilizar, con y sin cultivo (con y sin rastrojo para este último) por sitio. (a) Sitios que mantienen el nivel de K en suelo, (b) sitios que disminuyen los niveles de K en suelo y (c) sitios que aumentan los niveles de
K en suelo 46
23. K int. en suelo para tratamientos con y sin fertilizar, con y sin cultivo (con y sin rastrojo para este último) por sitio y las precipitaciones acumuladas por período (0-30, 30-60, 60-90 días post-fertilización). (a) Sitios que mantienen el nivel de K en suelo, (b) sitios que disminuyen los niveles de K en suelo y (c)
sitios que aumentan los niveles de K en suelo. 48
24. Relación entre K int. en suelo al momento de la siembra y RR% para cada grupo de sitios según tipo de
evolución: sin cambios (rombos), aumento del K en
suelo (cuadrados) y disminución del K en suelo (puntos) 49
25. (a) Relación entre el cambio de K int. en suelo para el tratamiento 4 (agregado de 60UP y 60UK) 0-90 días y el cambio de K intercambiable para el tratamiento 3 (agregado de 60UP) durante el mismo período, y (b) relación entre el cambio de K intercambiable 0-90 días para el tratamiento 1 (testigo sin fertilizar) y el cambio de K int. en suelo para el tratamiento 4 (fertilizado con KCl) para el mismo período. Outliers (puntos dentro del círculo punteado). Línea punteada
indica y=x 50
26. Relación entre el cambio de K int del testigo sin cultivo (sin rastrojo) y el tratamiento 4 (agregado de 60UP y 60UK).
Cuadrados sin relleno corresponden a los sitios 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 13 y 14 (están fuera de la regresión los sitios 9, 10, 11 y 12 ya que no se les quitó el 50% del rastrojo del tratamiento 6);
IX
puntos 51
27. Niveles de K en hoja para cada tratamiento a los 60 días pos siembra (R1-R2). Tratamiento 1: 0, tratamiento 3: 60P, tratamiento 4: 60P+60K y tratamiento 5: 60P+60K+10S. CV%: Coeficiente de variación, n: número total de valores utilizados y n.s.: valores sin deferencia estadísticamente
significativa (p=0,05) 53
28. K foliar en R2-R3 según contenido de K int en suelo (a) al momento de la siembra y (b) 60 después de la fertilización
1
1. INTRODUCCIÓN
El potasio (K) es el nutriente mineral que es absorbido por las plantas en mayor cantidad a excepción del N. La concentración total de K en los suelos por lo general suele ser superior a las cantidades que extrae un cultivo durante una estación de crecimiento (Hernández, 1988). Los suelos del país presentan una gran variación de contenido de K y tradicionalmente la agricultura se ha ubicado en zonas donde estos niveles han sido lo suficientemente altos como para cubrir los requerimientos de los cultivos. También es de destacar que mientras se mantenía la agricultura bajo sistema de laboreo convencional y rotación con pasturas no se recomendaba la fertilización con K (Barbazán et al., 2011b).
A partir del año 2000 comienzan a ocurrir cambios en la agricultura de secano en Uruguay, transformando la estructura productiva y con nuevos actores que pasan a realizar la actividad. Esto se traduce en un aumento del área de cultivos de secano, siendo la superficie sembrada en la zafra 2002/03 548.500 hectáreas, mientras que en la zafra 2010/2011 fue de 1.440.300 hectáreas, según la Dirección de Estadísticas Agropecuarias (URUGUAY. MGAP. DIEA, 2011).
Según URUGUAY. MGAP. DIEA (2011) la intensificación agrícola en el país corresponde a 1,3 cultivos por año. Esta intensificación, sumada a una falta adecuada de reposición de los nutrientes del sistema, ha producido un empobrecimiento progresivo de la fertilidad de los suelos. Barbazán et al. (2011b), sostienen que cerca del 20% del área del país mantiene cierta probabilidad de responder a la fertilización potásica.
La expansión de los cultivos oleaginosos es el factor principal de este dinamismo basado en cambios del entorno económico doméstico e importantes transformaciones ocurridas en la base productiva. Bajo este contexto, el cultivo de soja, pasa de ser un cultivo marginal a ser uno de los principales productos de exportación, desplazando a otros cultivos tradicionales y extendiéndose rápidamente por la región litoral oeste del país y otras áreas con menos tradición agrícola como el centro, noreste y este del país (Arbeletche y Carballo, 2008). Podría decirse que este aumento de exportación en grano también se traduce en K exportado, dando como resultado un balance negativo para este nutriente (Barbazán et al., 2011b).
La realidad de la agricultura en Uruguay hace que dependiendo del año,
gran parte del área de soja se haga de “segunda”. El coeficiente
primera/segunda está regido principalmente por los precios internacionales de la soja y el trigo. En la Encuesta Agrícola DIEA del 2009, este coeficiente fue 40/60, mientras que para la siguiente zafra, el mismo se invirtió.
2 Debido a la escasa información y a la incertidumbre existente a nivel nacional sobre la respuesta a la fertilización potásica en el cultivo de soja de segunda, sumado a la importancia creciente de este cultivo que se siembra bajo esta forma surge la necesidad de ajustar los niveles de fertilización y generar las bases de dinámica de este nutriente en el suelo, que permitan mejorar la estrategia de uso de los fertilizantes. A nivel nacional (especialmente a nivel de empresas de gran escala), la proporción del área de soja de segunda con muestreo de suelo y fertilización basal es muy baja.
3
2. REVISION BIBLIOGRÁFICA
2.1. INTRODUCCION
La creciente expansión agrícola e intensificación anteriormente mencionada (1,3 cultivos por año según URUGUAY. MGAP. DIEA, 2011), sumado a innovaciones tecnológicas tales como la adopción de sistemas sin laboreo del suelo y utilización de cultivos transgénicos (Arbeletche y Carballo, 2008); han determinado que se comience a tener evidencias de la necesidad de incluir nutrientes para cubrir ciertos déficits que no estaban siendo cubiertos por el uso de fertilizantes actualmente utilizados.
La rotación agrícola predominante en Uruguay corresponde a un cultivo de soja seguida por trigo. Luego de cosechado el trigo se siembra nuevamente soja, denominada de segunda. Este término hace referencia a un cultivo sembrado inmediatamente después de la cosecha de un cultivo de invierno. Posteriormente le sigue un período sin cultivo o barbecho hasta la primavera siguiente donde se reinicia la rotación. De esta manera, se priorizan las medidas de manejo para el cultivo de soja y trigo, siendo los cultivos que permiten obtener los máximos beneficios económicos de la rotación. Para la mayoría de los casos, el rendimiento de una soja de segunda puede ser comprometido por la escasa reserva de agua en el suelo y su fecha de siembra que en la mayoría de los casos es tardía. A su vez la fertilización en soja de segunda es muy escasa debido a que existe la creencia de que el efecto residual del fertilizante del cultivo predecesor es suficiente para compensar los
requerimientos de la soja1.
Este hecho concuerda con lo que sucede en la región, donde se utilizan cultivares que poseen un mayor potencial de rendimiento y se realiza un manejo de dosis limitadas de fertilizantes con el objetivo de minimizar los costos de producción, siendo el balance de nutrientes en el suelo negativo ya que se incrementa la extracción de los mismos como consecuencia de un incremento
de los rendimientos (Gerster y Novello, 2002).
La actividad agrícola en nuestro país se ha realizado tradicionalmente sobre suelos que tienen la particularidad de presentar niveles de K intercambiable medios a altos (Hernández et al., 1988). Esta es la principal causa de que los estudios sobre fertilización potásica en cultivos extensivos sean escasos (Almada 2006, Cano et al. 2007, Barbazán et al. 2007b).
1
4 2.2. DINÁMICA DEL K EN SUELO
El contenido de K en el suelo está estrechamente relacionado con el tipo de material parental y la pedogénesis (Mengel y Rahmatullah, citados por Conti, 2002); esto implica que la gran mayoría del K que existe en el suelo es de origen inorgánico.
2.2.1. Formas del K en el suelo
El K se encuentra en los suelos de varias formas, en la solución de suelo, en forma intercambiable, en forma no intercambiable y en la forma menos disponible para el vegetal, la mineral.
Figura 1: Formas de K en suelo (Conti, 2002).
El K edáfico se encuentra formando parte de diferentes pooles, de distinta disponibilidad para las plantas. La de rápida disponibilidad corresponde al K de la solución del suelo. La forma química en la que se encuentra este
nutriente es como ión K+, el cual se mueve fundamentalmente por difusión. Este
K+ se halla en equilibrio dinámico con el K adsorbido en las arcillas,
denominado K intercambiable y con las formas de escasa accesibilidad: K fijado al complejo arcilloso y K estructural o de reserva (Hernández et al., 1988). Según Hernández et al. (1988) en suelos contrastantes de Uruguay los rangos encontrados para cada una de estas fracciones de 0 a 20 cm de perfil sin historia agrícola ni fertilización potásica fueron: K solución: 0,0038-0,311
meq/100g, K intercambiable: 0,11-1,5 meq/100g y K no intercambiable:
0,13-3,35 meq/100g.
Según Black (1975), Melgar y Castro (2005) la mayor parte del K de los suelos se halla en los minerales clasificados como feldespatos y micas y, entre ellos, los más importantes son los feldespatos ortoclasas y microclina, las micas biotita y muscovita, y las arcillas micáceas conocidas como illitas.
Los feldespatos existen casi exclusivamente en las fracciones limo y arena de los suelos, pero se encuentran a veces en la arcilla gruesa. Los feldespatos pueden ser de origen primario o secundario pero se cree que cuando son de origen secundario no se han formado durante el desarrollo del suelo sino que provienen directamente del material madre (Hernández et al., 1988).
5 La illita que es el principal mineral portador de K en la fracción arcilla de los suelos, es de origen secundario.
2.2.2. Disponibilidad de K para las plantas
El contenido en suelo de K intercambiable de 0 a 20 cm. al momento de la siembra es el indicador utilizado para estimar el contenido de K asimilable de un suelo y la necesidad de fertilización con K (Tisdale et al., 1985).
La velocidad a la cual el K se vuelve disponible para las raíces es afectada por la cantidad de K intercambiable, no intercambiable y por la velocidad de movimiento del K a través del suelo. A medida que la raíz absorbe K, el K intercambiable próximo a las raíces disminuirá. Al disminuir la concentración de K intercambiable, éste se moverá desde zonas más enriquecidas y distantes de la raíz hasta restablecer nuevamente el equilibrio. La velocidad con que se moviliza o difunde el K, dependerá de los materiales constituyentes del suelo y las condiciones ambientales, siendo más alta en suelos húmedos. Bajo condiciones de baja humedad las películas de agua de alrededor de las partículas de suelo son más delgadas y discontinuas dando como resultado un camino más tortuoso para el movimiento del K. Esto disminuye el movimiento de K por difusión a las raíces.
Según Conti (2002) la disponibilidad de K para las plantas está fuertemente asociada con el tipo de arcillas que existen en el suelo donde tres grupos de éstas tienen distinto poder de ceder K. El primer grupo corresponde a los minerales caoliníticos (bilaminares 1:1, no expansivas) las cuales tienen la capacidad de mantener el K débilmente retenido en su superficie y en sus bordes rotos o quebrados, además de presentar baja CIC, y por lo tanto bajos niveles de K intercambiable. En segundo lugar, merecen atención las illitas (trilaminares 2:1, no expansivas) las cuales son las que presentan los mayores niveles de K en su estructura, ya que lo presentan adsorbido en su superficie y bordes, además de ubicarse entre sus intercapas. Por último las esmectitas (trilaminar 2:1, expansivas), mantienen el K en forma intercambiable en superficie y también profundamente entre las capas expansibles cuando el suelo está húmedo. Cuando estas capas se cierran, al volverse las condiciones ambientales más secas, el espacio intercapas se contrae, atrapando y “fijando” el K que es dificultosamente liberado nuevamente a la solución del suelo.
La tasa de pasaje de formas de K más estables a más lábiles está determinada por factores ambientales (humedad y temperatura de suelo) y por la capacidad buffer del suelo. Suelos de texturas medias a arcillosos poseen mayor capacidad buffer que los de texturas gruesas. Por lo tanto, en estos
últimos la concentración de K+ en solución varía significativamente ante
6 concentración se mantiene relativamente constante. Asimismo, el agregado de K vía fertilizante en suelos de texturas gruesas incrementa rápidamente el nivel de este nutriente inmediatamente disponible, mientras que en suelos de texturas medias a finas, parte del mismo pasa a formas menos lábiles (K intercambiable o fijado) (Conti, 2002).
Suelos de texturas arenosas, con baja capacidad de intercambio y formado sobre materiales pobres en K no serán capaces de mantener adecuados aportes de K bajo sistemas de elevada extracción en el tiempo (Casanova, 1996). Inversamente, suelos con textura fina tienen generalmente mayores valores de CIC y pueden retener mayores cantidades de K intercambiable. De esta manera, Casanova (1996) establece que altos niveles de K en forma intercambiable no mantienen altos niveles de K en solución. Por lo general el K en solución en suelos de textura fina (limosos y franco-limosos) suele ser considerablemente más bajo que en suelos de textura gruesa (arenosos) para un mismo nivel de K en forma intercambiable.
2.3. DINÁMICA DEL K EN LA PLANTA 2.3.1. Funciones del K en las plantas
El K es un macronutriente esencial para el crecimiento y funciones fisiológicas, incluyendo la regulación del pasaje de agua e intercambio gaseoso, síntesis proteica, activación enzimática, fotosíntesis y trasladado de carbohidratos, de los cultivos (Marschner, 1998). Otra función básica es la de
regular la entrada de dióxido de carbono (CO2) en las plantas a través de los
estomas, donde las células guarda a cada lado del estoma acumulan grandes cantidades de K si el suministro es adecuado, forzándolas a que se abran. En las plantas bien provistas de K se incrementa el número y tamaño de estomas
por unidad de área, facilitando de esta manera el intercambio de CO2 y oxígeno
(O2) del tejido de la hoja (Taiz y Zeiger, 2006)
Las plantas con deficiencias de este nutriente, a menudo presentan crecimiento lento, baja resistencia a sequía, niveles de debilidad y mayor susceptibilidad a las enfermedades (Millswell, 1980). Posiblemente la explicación a esto sea que la deficiencia de K generalmente resulta en acumulación en las plantas de compuestos solubles de N y azúcares que pasan a ser una adecuada fuente de alimento para los parásitos. Cuando un adecuado suministro de K da como resultado tejidos más fuertes y paredes celulares más gruesas que son resistentes a la penetración de enfermedades, el N tiene el efecto opuesto (Taiz y Zeiger, 2006).
Los síntomas visuales de deficiencia de K se presentan de distintas formas. En soja se ha observado que la sintomatología de deficiencia de K se
7 manifiesta en las hojas jóvenes mientras que el “quemado” o clorosis marginal de las hojas maduras aparece primero en estas, ya que el K es un nutriente muy móvil dentro de la planta (Taiz y Zeiger, 2006). Bautes et al. (2009) encontraron que plantas de maíz con síntomas presentaron niveles de 0,5 % de K, mientras que en plantas sin síntomas los valores encontrados fueron 1% de K.
Por otra parte, en leguminosas ha sido observado un aumento en la
concentración de N cuando aumenta la disponibilidad de K. La tasa de fijación
simbiótica de N está asociada a una buena nodulación; esta puede decrecer con inadecuada disponibilidad de K, ya que se reduce la actividad enzimática.
Este descenso en la fijación de N es una posible respuesta secundaria de la
reducción de la fotosíntesis, cuando el crecimiento de los brotes es restringido por bajos niveles de K en el suelo (Lanyon et al., 1988).
En lo que refiere a la eficiencia de uso del agua, las plantas que tienen alto K requieren menos agua para producir un rendimiento dado. Se puede obtener más rendimiento con solamente un pequeño incremento en el suministro de agua. Las respuestas del cultivo a adiciones de K son a menudo más altas cuando el agua es deficiente o excesiva (Taiz y Zeiger, 2006).
Entre los efectos relacionados con el mejoramiento de la eficiencia del uso del agua y la resistencia a la sequía, cuando se agrega K, se mencionan los siguientes: se incrementa en la exploración radicular, decrece la tasa de transpiración, el follaje se incrementa y se acelera la cobertura del suelo y se puede disminuir el estrés hídrico en épocas críticas de crecimiento.
2.3.2. Requerimientos de K para las plantas
Para cultivos anuales, los requerimientos de K son bajos al inicio del ciclo cuando las plantas son pequeñas. A medida que el cultivo crece las necesidades de K se incrementan particularmente durante la etapa vegetativa hasta floración. Nelson, Mills y Jones, citados por Nelson et al. (2005), reportan que la mayor demanda de K de la mayoría de las plantas, es temprano en la fase de rápido crecimiento inicial. También se necesitan cantidades adecuadas de K durante las etapas tardías de crecimiento vegetativo y reproductivo. Polizotto (2008) demuestra que el cultivo de soja presenta una gran demanda de K aproximadamente 40 días post emergencia (estadio V4-V5). A partir de ese momento no resulta eficiente realizar la corrección de los niveles de K mediante el agregado del mismo al suelo, lográndose la mayor eficiencia mediante la incorporación de este nutriente al momento de la siembra, ya que de esta manera el cultivo tiene el tiempo suficiente para realizar su extracción. Esto coincide con lo que Nelson et al. (2005) reportan en Missouri, EEUU. Los autores encontraron que el rendimiento en soja se incrementó con la aplicación
8
foliar de K en los estadios V4 y R1-R2 (con dosis de 9, 18 y 36 kgK ha-1), en
cambio las mismas aplicaciones realizadas en R3-R4 no incrementaron los rendimientos en la misma magnitud. Posteriormente los tratamientos se ranquearon según la relación costo-efectividad, donde el agregado de K a la
siembra (con dosis de 140, 280 y 560 kg K ha-1) fue mayor que las aplicaciones
foliares en V4 y R1-R2.
Existen también diferencias entre híbridos y/ó variedades de una misma especie. Los híbridos o cultivares difieren mucho en su potencial de rendimiento y en el requerimiento de K. En la mayoría de los casos, el híbrido o cultivar con el más alto potencial de rendimiento responde mejor al agregado de K cuando este es el factor limitante. En un estudio realizado con tres variedades de soja (A, B y C) variando la aplicación de K, se encontró que el testigo de la variedad C cultivada sin K dio los rendimientos más bajos. Con el agregado de K esta misma variedad fue la que obtuvo el más alto rendimiento, y por lo tanto este cultivar fue el de mayor respuesta vegetal al agregado (INPOFOS, s.f.)
2.3.3. Extracción de K del suelo
Se ha reconocido ampliamente que los cultivos difieren en su capacidad de absorber K del suelo para un nivel determinado de K, donde el cultivo de soja, es la segunda especie que presenta los mayores niveles de extracción de
Kpor tonelada de grano producido en comparación con el resto de leguminosas
y oleaginosas, y la que extrae más en cantidad cuando la extracción la expresamos en kg de nutriente por kg de grano cosechado por hectárea (Ciampiti y García, 2009).
En el cultivo de soja el K es el nutriente que se extrae en mayor cantidad (19,5 kg) luego del nitrógeno (N) (60 kg) por tonelada de grano producido por hectárea. Sin embargo existe una gran diferencia en cuanto al índice de cosecha para los nutrientes anteriormente mencionados, siendo de 59% y 75% para K y N respectivamente según García (2006). El dato de índice de cosecha indica qué proporción del K tomado del suelo se “exporta en grano” luego de cada cosecha. Lanyon et al. (1988), encontraron en soja que la mayoría de los nutrientes tienen se concentran en las hojas, a excepción del K, el cual se presenta más concentrado en los tallos.
La soja en comparación con otros cultivos extrae mayores cantidades de K del suelo y deja menor proporción del nutriente absorbido en su rastrojo (aproximadamente el 40%) (Ciampitti y García, 2009).
9 2.3.4. Respuesta vegetal al agregado de K
En Uruguay los estudios de dinámica de K y de respuesta al agregado de K son escasos. Por ejemplo, Marella et al. (1981), Colombo y Collares (1982) realizaron un trabajo de tesis en el noreste uruguayo, en el cual concluyeron que la soja no respondió significativamente a las dosis aplicadas.
Hernández (1983) evaluó la capacidad de suministro de K de 13 suelos diferentes y la respuesta de raigrás en producción de materia seca frente al agregado de K. El autor encontró un grupo de suelos en los que el cultivo experimentó alta respuesta y otro grupo sin respuesta al agregado de tres dosis diferentes de K. Los grupos se diferenciaron básicamente por la mineralogía y niveles iniciales de K.
Más recientemente, Cano et al. (2007), en maíz, encontraron respuesta significativa al agregado de fertilizante potásico en crecimiento vegetal, concentración de K en planta y rendimiento en grano, en una situación en la que el testigo sin fertilizar no llegó en condiciones de ser cosechado por una cosechadora convencional debido al quebrado de plantas. Estas respuestas se
encuentran entre 3652 y 3829 kg ha-1 para las dosis de 125 y 225 kg de cloruro
de K (KCl) ha-1, respectivamente. La eficiencia de uso del K que experimentó el
maíz en estos ensayos varió entre 48,7 y 28,4 kg de grano kg KCl-1. Sin
embargo, Almada (2006) realizó una serie de ensayos en maíz sobre tres tipos de suelos en Durazno, en los cuales no obtuvo respuesta significativa (p=0,05) en rendimiento cuando fue aplicado K.
Bautes et al. (2009) reportan que existió respuesta al agregado inicial como residual de K en cultivos de invierno y verano. Los niveles de respuesta
rondaron en 1253 y 1715 kg ha-1 para cebada, y en cultivos de verano si bien
se encontró una tendencia de aumento de los rendimientos frente al agregado de K, sólo en uno de los nueve sitios existió respuesta significativa, donde el
cultivo de soja de segunda incrementó 1472 y 1206 kg ha-1 para los
tratamientos con 60 y 120 kgKCl ha -1 agregados, frente al testigo (1260 kg ha
-1
). También García et al. (2009) encontraron niveles de respuesta en torno a 8
kg de grano kg KCl-1 aplicado en trigo.
La escasa información generada en este nutriente amerita continuar investigando en este tema.
2.3.5. Niveles críticos de K para las plantas
Casanova (1996), Bordoli (1996), Mallarino y Bordoli (1998), Barbazán et al. (2011b) indican que los niveles críticos (el valor por encima del cual la probabilidad de respuesta al agregado de K es baja y viceversa) necesarios
10 para cubrir los requerimientos metabólicos y osmóticos, son diferentes entre los cultivos, por lo que hay que considerar los siguientes factores: sistema radicular, tipo de cultivo, población, rendimiento y sistema de cultivo.
La Universidad de Arkansas (EEUU) agrupa a los niveles de K en el suelo en tres rangos: bajos (0,16 a 0,23 meq/100g), medios (0,23 a 0,33 meq/100g) y óptimo (0,33 a 0,45 meq/100g) medidos con la técnica de Mehlich-3 y convertidos de ppm a meq/100g. Es esperable que exista una pequeña o ninguna respuesta a la aplicación de K cuando los resultados de análisis de
suelo son medios u óptimos, recomendándose aplicar pero 60 kg de K2O ha-1
año-1 (Slaton et al., 2009). Sin embargo la Universidad de Iowa (EEUU) en el
año 2002 actualizó las interpretaciones de los análisis de suelos y las recomendaciones de fertilización ya que fueron necesarios mayores niveles de K en suelo para obtener elevados rendimientos de los cultivos (Mallarino et al., 2005). De esta manera, Mallarino et al. (2005) establecen que se cambiaron los rangos utilizados hasta este momento, donde por ejemplo el rango óptimo (para el cual es recomendada la fertilización con K de mantenimiento) pasó a ser clasificado como bajo donde se recomienda agregar altos niveles de K. Además, estos rangos son manejados de manera diferencial según el nivel de K en el subsuelo (Barbagelata et al., 2007).
Ensayos realizados en la localidad de Marcos Juárez, Córdoba, Argentina, Baigorri (1999) reportó que el nivel crítico para el K es de 0,33
meq/100g. En Uruguay, Oudri et al. (1976) sugirieron valores de 0,15
meq/100g, como valor bajo, entre 0,15 a 0,30 meq/100g como rango medio y 0,30 meq/100g como valor alto, sin discriminar por cultivos o tipos de suelos. Estos valores son mencionados como de referencia ya que no se había encontrado respuesta al agregado de K.
Estos valores han sido tomados de otras regiones que estaban respaldados por una amplia serie de experimentos, como los realizados en EEUU, que arrojan una nula o baja respuesta al agregado de fertilizante potásico por encima de 0,23-0,33 meq/100g, en soja y maíz para sistemas de producción con laboreo convencional (Voss, 1982).
Para Uruguay, Hernández, citado por Casanova (1996) sugieren niveles de suficiencia de K superiores a 0,25 meq/100g de suelo. En suelos de textura arenosa incluso se pueden fijar niveles superiores a 0,15 meq/100g de suelo como adecuados sin necesidad de fertilizaciones. En una serie de experimentos en chacras de producción comercial en los departamentos de Soriano y Flores, Bautes et al. (2007) detectaron niveles de respuesta importantes en rendimiento y calidad de grano, parámetros de calidad, etc. frente a la incorporación de KCl
11 en cultivos de invierno y verano, en suelos con niveles de K en suelo en el entorno de 0,18 – 0,37 meq/100g sobre Areniscas Cretácicas.
Productores y técnicos han observado que el valor de análisis de K intercambiable no siempre es consistente con la respuesta al nutriente, generando la necesidad de profundizar acerca de si el nivel crítico de referencia no podría ser superior a 0,3 meq/100g de suelo. Garcia et al. (2009) encontraron en el año 2008, respuesta al agregado de KCl en trigo en suelos con 0,32 y 0,44 meq/100g. Además concluyen que el nivel crítico (0,30 meq/100g) puede haber sido un débil indicador del K intercambiable para predecir la posible respuesta al nutriente y maximizar el rendimiento en grano para las condiciones de sequía de ese año, a causa de que algunos suelos bajo estudio tuvieron respuesta al agregado de K teniendo niveles en suelo mayores a 0,30 meq/100g.
Por otra parte, Barbazán et al. (2011a), Barbazán et al. (2011b) resumió resultados de varios experimentos (Almada 2006, Cano et al. 2007, 2009, Barbazán et al. 2007b, García et al. 2009) en chacras comerciales y bajo condiciones de cero laboreo en Uruguay para cultivos de invierno y cultivos de verano de primera (en su mayoría). Estos resultados fueron relacionados con el análisis de suelo a la siembra encontrando como nivel crítico orientativo de K en el suelo el valor de 0,34 meq/100g, aunque se ha encontrado respuesta en algunos cultivos por encima de este valor, mientras que también se vio lo opuesto, que por debajo de este nivel de referencia algunos cultivos alcanzaron el 90% del rendimiento máximo, sin agregado de K.
Probablemente estos resultados han sido consecuencia de la realización de cultivos bajo siembra directa lo que posiblemente lleve a una exploración radicular más superficial (mayor susceptibilidad a la absorción de K) y una acumulación superficial de residuos y nutrientes (Gomar et al. 1996, Bordoli 2001). Las condiciones de baja humedad hacen que las raíces sean más dependientes de la aplicación de fertilizante. Por el contrario, en situaciones de mayor humedad (ya sea por la infiltración del agua de lluvias o por la mantención de una cobertura vegetal que impide las pérdidas por evaporación), habría una mayor exploración radicular en el perfil del suelo, y por lo tanto, una menor o nula respuesta al agregado de K De acuerdo con estas hipótesis, varios trabajos (Bordoli 1996, Bordoli y Mallarino 1998, Borges y Mallarino 2000, Yin y Vyn 2003) reportan respuesta a la aplicación subsuperficial de K.
Esta información indica que se necesita profundizar en el conocimiento de la dinámica de este nutriente en nuestras condiciones de producción y en cultivos de segunda para poder elaborar pautas de recomendación racionales.
12
2.4. DINÁMICA EN SISTEMA SUELO/PLANTA 2.4.1. Balance de K en el suelo
Según Barbazán et al. (2011a) el balance de K estimado como entradas menos salidas ha sido siempre negativo para los sistemas de cultivos extensivos del Uruguay, debido a que la fertilización potásica ha sido casi nula.
Considerando lo anteriormente mencionado y desde una perspectiva de manejo racional de los fertilizantes, interesa saber cuáles son las entradas y salidas de K en el sistema suelo-planta. De esta manera, la estrategia de
fertilización sustentable debería tener como meta maximizar el
aprovechamiento del K agregado, y al mismo tiempo minimizar las pérdidas del K fuera del sistema.
Las entradas de K al sistema suelo-planta provienen básicamente de la fertilización. En cuanto a las pérdidas, la principal vía corresponde a la extracción por parte de los cultivos y de no existir erosión, la otra vía a monitorear es la lixiviación de K. Este proceso adquiere más relevancia en suelos de texturas gruesas, y está determinado por una serie de factores: ocurrencia de eventos de lluvia o uso de riego, profundidad del sistema radicular de los cultivos, presencia de flujos preferenciales de agua en el perfil, grado de cobertura, dosis de fertilizante, etc. Considerando las pérdidas y como contrapartida a lo anterior, el agregado de cal a los suelos ácidos puede disminuir mucho la pérdida de K por lixiviación. Saw y Robinson, citados por Black (1975), comprobaron en el estado de Tennessee, EE.UU., que la lixiviación del K de un suelo franco disminuyó con el efecto de una intensa aplicación de caliza dolomítica. Este efecto en la pérdida de K se puede explicar por las propiedades de intercambio catiónico. El agregado de cal a los suelos ácidos ejerce dos efectos sobre las propiedades de intercambio que retardan el descenso del K en el perfil. En primer lugar, provocan la sustitución de aluminio intercambiable por calcio. En soluciones diluidas, el K desplaza al calcio intercambiable con más facilidad que al aluminio intercambiable. En segundo lugar, el tratamiento con cal aumenta la capacidad de intercambio catiónico y por ende, aumenta la retención de K en forma intercambiable por efecto de una acción másica.
2.4.2. Retorno del K desde el rastrojo
La disponibilidad de K para un cultivo puede verse afectada por la cantidad de rastrojo que el cultivo predecesor haya dejado en superficie. La mayor parte del K que contiene este rastrojo es liberada hacia el suelo, mientras
13 que la velocidad por la cual es liberada está asociada al régimen hídrico y al tipo de cultivo. Según menciona Schomberg y Steiner (1999), las prácticas de manejo como enfardado, afecta la distribución del K en el tiempo y en el espacio. En algunos cultivos se han observado colores más oscuros y zonas más amarillentas el cual podría deberse a la acumulación de restos de rastrojos distribuidos heterogéneamente en la cola de trilla (Barbazán et al., 2011a).
Estudios realizados en EE.UU. para los cultivos de maíz y alfalfa indican que el mayor nivel de liberación de K del rastrojo hacia el suelo se dio en los primeros 34 días luego de colocados los residuos de cosecha (Schomberg y Steiner, 1999). Esto también fue corroborado en Uruguay por Barbazán et al. (2011a), donde constató que la mayor liberación de K ocurrió en los primeros días de realizado el estudio, encontrando una fuerte relación con el tipo de cultivo y las lluvias.
Schomberg y Steiner (1999) reportan que la velocidad de pérdidas de K en los residuos varían según el grado de madurez de estos, siendo las pérdidas más rápidas en los restos frescos y más lentas en los de bajo contenido de humedad. Por otra parte, el contenido de K en los residuos sometidos a riego, mostraron concentraciones menores de K que los que no fueron regados.
2.4.3. Extracción de K por las plantas
El contenido de K en la solución del suelo suele ser pequeña en comparación con las cantidades de K que absorben los cultivos, de ahí que sea necesaria la renovación durante el periodo de crecimiento para que las plantas puedan obtener el K necesario de la solución del suelo (Conti, 2002).
Las plantas extraen K de la solución del suelo y de la forma intercambiable, que constantemente se aproxima al estado de equilibrio con la solución del suelo. Si hay amplio suministro de K en esta forma es posible satisfacer la demanda total derivada del crecimiento vegetal. Si la solución del suelo y los sitios de intercambio catiónico han disminuido por el efecto de la absorción de K, este se libera rápidamente de la forma no intercambiable.
La difusión es el mecanismo más importante de suministro de K a las plantas. Este movimiento a través del agua depende del gradiente de concentración, siendo la dirección del K desde zonas de alta concentración hacia zonas de baja concentración. La difusión está limitada a tan solo unos pocos milímetros a la raíz, por lo que toda condición que afecte el estado del suelo, ya sea humedad, temperatura, compactación, etc. estará afectando directamente la disponibilidad de este nutriente. La absorción de K mediante el mecanismo de flujo masal depende de la cantidad de agua absorbida por el
14 cultivo; este mecanismo es de menor relevancia para este nutriente en comparación con el de difusión (Conti, 2002).
2.5. NECESIDADES DE AGUA POR EL CULTIVO DE SOJA
El consumo de agua de un cultivo es el valor de la transpiración acumulada a lo largo de su ciclo (Enrico et al., 2010). Las necesidades de agua del cultivo de soja de primera y segunda varían de 500 a 600 mm y de 400 a 500 mm, respectivamente (Enrico et al., 2010).
Andriani et al. (1991) señala que el período reproductivo es el más sensible a la falta de agua. La intensidad de la deficiencia va a depender de la disponibilidad del agua existente en el suelo, capaz de ser explorado por las raíces, y de la capacidad de las mismas para extraerla. Internacionalmente se ha establecido, para la mayoría de las plantas cultivadas y diferentes ambientes, el 50% de agua útil en el suelo como límite por debajo del cual comienzan a producirse deficiencias hídricas que afectan la producción (Andriani et al., 1991).
2.6. COMPONENTES DEL RENDIMIENTO EN GRANO
El rendimiento en grano consta de en dos grandes componentes: número de granos/m² y peso de grano (PG). El primero de ellos es el que está más influenciado por las prácticas de manejo que se apliquen mientras que el segundo tiene un gran componente genético que rige sus variaciones frente a cambios en el ambiente. Por lo tanto, estos componentes del rendimiento pueden ser modificados por el genotipo, el ambiente y el manejo afectando el rendimiento final. El grado de sensibilidad de cada componente a los factores ambientales varía con el estado de desarrollo del cultivo (Andrade et al., 2000).
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3. MATERIALES Y MÉTODOS
Los ensayos fueron realizados en la zafra de verano 2010/2011, en 20 sitios pertenecientes a chacras comerciales de productores. Se reportaron 14 sitios debido a que los restantes fueron descartados por problemas de emergencia del cultivo, como consecuencia de déficit hídrico.
Las chacras se seleccionaron en base a niveles de P en el suelo al momento de la siembra de la soja de segunda. Se optó por chacras que preferentemente tuvieran niveles bajos de P ya que se evaluó el rendimiento frente al agregado de 2 dosis de P en forma conjunta con el agregado de K.
16 Cuadro 1: Caracterización de Sitios.
17 Todos los sitios se cultivaron bajo siembra directa, y el manejo recibido fue el aplicado por el productor a excepción de la fertilización.
Al momento de la instalación de los ensayos se realizó un muestreo de suelo por bloque de 0 a 20 cm de profundidad. Las muestras fueron secadas con estufa durante 48 horas a 60ºC y luego molidas hasta un tamaño menor a 2 mm.
En cada muestra se midió pH en agua y KCl, materia orgánica (MO) por
el método de Walkley y Black (1982), P extractable por el método de Bray-1
(Bray y Kurzt, 1945) y bases intercambiables (Ca, Mg, K y Na) por el método de extracción simple con acetato de amonio al 1 M. El contenido de Ca y Mg se determinó por espectrometría de absorción atómica y el de K y Na por espectrometría de emisión (Isaac y Kerber, 1971).
3.1. CARACTERÍSTICAS DE LOS ENSAYOS
Los tratamientos fueron un total de seis, con tres repeticiones por sitio, siendo el diseño experimental de bloques completos al azar. El tamaño de las parcelas fue de 4 x 8 m.
Los tratamientos consistieron en: dos testigos (uno sin agregado de fertilizante con presencia de cultivo y otro sin fertilización sin cultivo con y sin rastrojo), y cuatro con diferentes dosis y nutrientes agregados (P, K y S) en superficie.
Cuadro 2: Características de los ensayos
Tratamiento P (kg P2O5/há) K (kg K2O/há) S (kg SO4/há) Fuente 1 Con cultivo 0 0 0 -- 2 Con cultivo 30 0 0 0-46-46-0 3 Con cultivo 60 0 0 0-46-46-0 4 Con cultivo 60 60 0 0-46-46-0 y 0-0-60 5 Con cultivo 60 60 10 0-23-0 5S y 0-0-60 6* Sin cultivo 0 0 0 --
*A los 30 días post-fertilización se le quitó el rastrojo al 50% de la parcela. Para el resto de los muestreos de suelo (30, 60, 90 días post fertilización (dpf) y a la cosecha) se realizaron solo análisis de P Bray No. 1 y K a 0-20 cm.
18 Por su parte se extrajeron muestras de rastrojo a la siembra y 60 dpf para estimar el aporte de K por parte de este al suelo. Éstas se realizaron extrayendo la paja del cultivo antecesor (trigo, cebada o raigrás) que quedaba dentro de un cuadrado de 30 cm de lado lo cual permitió inferir la cantidad de K que el rastrojo devolvió al suelo en ese lapso de dos meses.
Para hacer las estimaciones de aporte de K del rastrojo, se calculó como la diferencia entre el K final (a los 60 días) menos el inicial (a la siembra). Por lo tanto se asumió que esta diferencia fue lo que aportaron de K los residuos.
En el estadio R2-R3 del cultivo se midió el contenido de P y K en hoja (la última hoja completamente desarrollada), tomándose 20 hojas por parcela.
En todos los ensayos, se cosecharon 2,28 m² en forma manual para cada tratamiento donde también se contaron las plantas a cosecha. La cosecha consistió en colocar una cinta métrica de 2 m de longitud entre la fila y cortar las dos filas de plantas. Este método se repitió 3 veces en cada tratamiento.
El rendimiento de grano se ajustó a un 13% de humedad. 3.2. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
3.2.1. Modelo estadístico
El modelo estadístico corresponde al diseño experimental en bloques completos al azar, el cual se presenta a continuación.
Donde:
Yij: Rendimiento en grano (kg ha-1)
µ: Madia general del ensayo αi: Efecto del tratamiento βj: Efecto del bloque εij: Error experimental i: 1, 2,…, 5.
j: 1, 2, 3.
Se consideraron los siguientes supuestos:
Material experimental heterogéneo en un sentido, agrupable en
bloques.
Bloques homogéneos y diferentes entre ellos.
ij
j
i
ij
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Se asignan, por bloque, todos los tratamientos en un proceso
completamente aleatorio.
Igual número de repeticiones por tratamiento.
3.2.2. Análisis de la varianza
Se utilizó el test de LSD Fisher al 5% para la comparación de medias de los rendimientos de todos los tratamientos y por otra parte las medias de los rendimientos de los tratamientos sólo con fertilizante potásico. También se compararon los niveles de K en suelo entre momentos de muestreo y entre diferentes tratamientos, cantidad de rastrojo en superficie según cultivo y contenido de K en los residuos.
3.2.3. Análisis de los factores en determinar el rendimiento
Con el fin de analizar qué factores pudieron estar asociados con la variación del rendimiento observada (en la medida que el agua total durante el ciclo y el período crítico no fue relevante), se utilizó la rutina Partitioning del SAS JMP 8.2. Esta rutina realiza particiones recursivas de datos de acuerdo a una relación entre los valores X (factores) e Y (rendimiento), para la creación de un árbol de particiones o divisiones. Mediante una búsqueda exhaustiva de todas las agrupaciones de valores posibles, se encuentra aquella agrupación de valores (X) que mejor predicen el valor (Y).
Estas divisiones se realizan de forma recursiva hasta generar un árbol de particiones que permite detectar en qué orden se ubican los factores de producción y variables de mayor peso relativo. Los factores y variables de cada sitio (valores X) incluidas en el análisis fueron: Localidad, Grupo CONEAT, Unidad de Suelos, Años de Agricultura, No. de Cultivos y Sojas Previas, Sistema de Laboreo, Topografía, Antecesor, Fecha de Siembra, Variedad, Población, P Bray No. 1 (ppm) siembra, K (meq/100g) siembra, Fertilización Basal, Lluvias totales y por período (R3-R6, R6-R8), P Bray No. 1 (ppm) invierno anterior, etc.
Como valor Y, se tomó el rendimiento potencial general de todos los sitios. Éste se realizó tomando en cuenta 38 valores (n=38), los cuales se corresponden con el tratamiento de máximo rendimiento de cada bloque para cada sitio (a excepción del Bloque 2 del sitio 14 el cual presentó problemas de implantación y por ende fue eliminado). A medida que el árbol desciende de categoría, el valor “n” disminuye, ya que el número de datos que cumplen con la clasificación estipulada es menor.
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3.3. HIPOTESIS DEL TRABAJO
El cultivo de soja de segunda responde al agregado de K, cuando los niveles en suelos están por debajo de los niveles críticos de referencia.
3.4. OBJETIVOS DEL TRABAJO
Analizar la respuesta al agregado de K a la siembra y su relación con el nivel de K en suelo de soja de segunda.
Generar información que permita conocer y describir la evolución del K en el suelo y su relación con el aporte de K por los residuos.
21
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. CARACTERIZACIÓN CLIMÁTICA 4.1.1. Escenario climático verano 2010/2011
El verano 2010/2011 se caracterizó por presentar condiciones más secas respecto a lo normal para la totalidad del territorio nacional (fenómeno “La Niña”) (URUGUAY. MDN. DNM, 2010).
A continuación se ubican los sitios, donde se encontraban los ensayos, en un Mapa de Precipitación Acumulada INIA GRAS (Figura 3a), para el período diciembre 2010 - febrero 2011. Como puede observarse, en forma general al norte del país, las precipitaciones acumuladas en dicho período fueron mayores. Las chacras ubicadas en Soriano Norte y Río Negro son aquellas que recibieron mayor cantidad de precipitaciones acumuladas en el período mencionado.
Figura 3: Ubicación de los sitios experimentales en mapas INIA-GRAS: (a) precipitaciones acumuladas desde diciembre 2010 a febrero 2011, (b) ocurrencia de precipitaciones para el mismo período en comparación con la media histórica 1961-2000.
En azul se indican los sitios ubicados al norte del Río Negro y en rojo los que se encuentran al sur del mismo.
Asimismo se puede realizar una comparación de las precipitaciones ocurridas en el período diciembre 2010 - febrero 2011 (Figura 3b), con el mismo período pero para la serie histórica 1961-2000. Esto se presenta a modo de desvío de las precipitaciones en el período y permite “cuantificar” el déficit o
22 exceso del año en particular, con respecto a la media histórica. Para este caso en particular se puede ver que en 11 de las 13 chacras se encuentran ubicadas en zonas donde llovió menos que la media histórica 1961-2000. El déficit para el período en cuestión fue entre 0 y 100 mm en Soriano. En cambio, para los sitios ubicados en el norte de Rio Negro (Sitios 1, 5, 6 y 7) las precipitaciones se encontraron entre 0 y 50 mm por encima de la media. Esto afirma lo anteriormente mencionado, es decir, en general, los sitios ubicados hacia el norte del país recibieron mayor cantidad de lluvias.
4.1.2. Caracterización climática de los ensayos
Si bien es importante haber descripto el panorama general de la situación climática de la zafra de verano 2010/2011, es necesaria la discusión de la situación particular de cada sitio y evaluar su impacto en el rendimiento.
En base a Gil et al. (1998), Enrico et al. (2010) se podría esperar que exista una correlación entre las precipitaciones acumuladas durante el ciclo del cultivo y el rendimiento potencial de la chacra. Es importante mencionar que el concepto de rendimiento potencial refiere, en este caso, al rendimiento del tratamiento de máximo rendimiento en cada sitio experimental.
. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 100 200 300 400 500 R e n d im ie n to p o te n c ia l (k g /h á ) Precipitaciones Siembra-R8 (mm) a=2375 b=0,22 R²=0,0014 (p<0,18;n=13)
Figura 4: Rendimiento potencial según precipitaciones (mm) para el total del período del cultivo (siembra-R8).
A nivel de rendimientos potenciales obtenidos en los ensayos, se observa que existe una variabilidad muy alta, y en ausencia de relación con el total de precipitaciones durante el ciclo del cultivo, evidenciado por el bajo valor
de R2 (Figura 4). Igualmente en casos donde las precipitaciones totales no
fueron una limitante para el cultivo (450-500 mm en el período), la variabilidad en rendimiento fue muy alta, por lo que hay otras variables que explican la variación de rendimiento observada.
23 Podría pensarse que la información anterior esté condicionada por la distribución de las precipitaciones durante el ciclo del cultivo, ya que si bien en términos absolutos las lluvias no fueron escasas, podrían no haber ocurrido cuando el cultivo realmente las necesita para construir y concretar rendimiento. En la figura 5 se presenta con mayor detalle la distribución de las precipitaciones, y el total de agua durante el período crítico (R3-R6).
24 0 20 40 60 80 100 120 Sitio 1 (2618 kg/há) Siembra R2-R6 (180 mm) 0 20 40 60 80 100 Sitio 2 (1356 kg/há) Siembra R2-R6 (104 mm) 0 20 40 60 80 100 Sitio 3 (1664 kg/há) Siembra R2-R6 (89 mm) 0 20 40 60 80 Sitio 4 (1402 kg/há) Siembra R2-R6 (43mm) 0 20 40 60 80 100 120 P re c ip it a c io n e s ( m m ) Sitio 5 (1883 kg/há) Siembra R2-R6 (135mm) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Sitio 6 (1734 kg/há) Siembra R2-R6 (57 mm) 0 20 40 60 80 100 1 al 10 11 al 20 21 al 30 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 28 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 30 Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril
Sitio 7 (1737 kg/há) Siembra R2-R6 (80 mm) 0 20 40 60 80 100 1 al 10 11 al 20 21 al 30 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 28 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 30 Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril
Sitios 9, 10 y 11 (1660, 1981 y 2157 kg/há) Siembra R2-R6 (45 mm) 0 20 40 60 80 1 al 10 11 al 20 21 al 30 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 28 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 30
Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril
Sitio 12 (2526 kg/há) Siembra R2-R6 (55 mm) 0 20 40 60 80 100 1 al 10 11 al 20 21 al 30 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 28 1 al 10 11 al 20 21 al 31 1 al 10 11 al 20 21 al 30
Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril
Sitios 13 y 14 (1190 y 2427 kg/há)
Siembra
R2-R6 (72 mm)
Figura 5: Distribución de las precipitaciones a lo largo del ciclo del cultivo, incluyendo el período crítico R3-R6.
25 En primer lugar se puede ver que existe amplia variabilidad en las lluvias sitio a sitio. Por otra parte hay sitios en donde no se diferencia la lluvia total y por ende fueron representados en un mismo grafico. Tal es el caso de los sitios 9, 10 y 11que se encuentran dentro del establecimiento “Santa Maruja” y del sitio 13 y 14 que ambos se encuentran muy próximos.
En la Figura 6 se muestra la relación entre la lluvia en el período crítico y fase final de llenado de grano, con el rendimiento en grano.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 0 50 100 150 R e n d im ie n to p o te n c ia l (k g /h á ) Precipitaciones R3-R6 (mm) (a) a=2257 b=2,16 R²=0,02 (p<0,67;n=13) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 0 50 100 150 200 R e n d im ie n to p o te n c ia l (k g /h á ) Precipitaciones R7-R8 (mm) (b) a=2995 b=-4,9 R²=0,15 (p<0,19;n=13)
Figura 6: Relación entre el rendimiento del cultivo de soja y precipitaciones en el período crítico (PC) R3-R6 (a), y en el final del ciclo R6-R8 (b).
Como se puede ver (Figura 6a), si bien la correlación es levemente mejor, si comparamos con la correlación que existía entre el rendimiento con las lluvias en el período siembra-R8, ésta es demasiado baja y no significativa como para catalogarla como un factor importante asociado a la variación de los rendimientos en este trabajo.
En la Figura 6b se observa una amplia dispersión (R2 = 0,15), sin
embargo existe cierta tendencia negativa del exceso de lluvias a fin de ciclo sobre el rendimiento. Por encima de 150 mm en fin de ciclo los rendimientos no superan los 2000 kg Esto podría deberse a que mayores lluvias se asocian a mayor nubosidad, menor radiación, menor TCC (Tasa de Crecimiento del Cultivo) y menor rendimiento (Andrade et al., 2000).
En resumen y para este año en particular, se puede ver que la correlación que existe entre el rendimiento del cultivo, con las lluvias totales en el cultivo y en el período crítico son bajas. Ello lleva a suponer que pueden existir otros factores más importantes en cuanto a la variación de rendimiento observada y no a cuestionar la relación entre el agua disponible en el PC y rendimiento en grano (Andrade et al., 2000).
26 4.2. RENDIMIENTO Y COMPONENTES
4.2.1. Rendimiento en grano
El rendimiento promedio de soja de segunda varió entre 3322 y 786 kg
ha-1, a través de todos los sitios. Estos valores promediaron en 1880 kg ha-1,
posicionándose cercanos a los rendimientos obtenidos a nivel nacional para
soja de segunda 1960 kg ha-1. A continuación se presentan los resultados
27 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 1 p-valor: 0,3 n=15 CV%: 7,8 DMS: 386 P Bray; 12 ppm K: 0,74 meq/100g a a a a a 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 2 P Bray: 4,9 ppm K: 0,5 meq/100g p-valor: 0,33 n=10 CV%: 16,5 DMS: 733 a a a a a 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 3 P Bray: 8,5 ppm K: 0,47 meq/100g p-valor: 0,57 n=15 CV%: 19,4 DMS: 295 a a a a a 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 4 P Bray: 5,6 ppm K: 0,74 meq/100g p-valor: 0,29 n=14 CV%: 13,3 DMS: 384 a a a a a 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 5 p-valor: 0,07 n=15 CV%: 18,8 DMS: 651 P Bray: 8,1 ppm K: 0,53 meq/100g b ab a ab ab 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 6 p-valor: 0,04 n=15 CV%: 11,8 DMS: 387 P Bray: 15,4 ppm K: 0,87 meq/100g b ab a a a a 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S R e n d im ie n to ( k g h a -1) Sitio 7 p-valor: 0,25 n=11 CV%: 8,9 DMS: 425 P Bray: 19,7 ppm K: 0,32 meq/100g a a a a a 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 9 P Bray: 16,9 ppm K: 0,59 meq/100g p-valor: 0,27 n=15 CV%: 12 DMS: 378 a a a a a 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 10 p-valor: 0,85 n=13 CV%: 20,2 DMS: 1123 P Bray: 11 ppm K: 0,53 meq/100g a a a a a 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 11 P Bray: 7,6 ppm K: 0,58 meq/100g p-valor: 0,39 n=14 CV%: 22,3 DMS: 860 a a a a a 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 12 P Bray: 15,8 ppm K: 0,61 meq/100g p-valor: 0,01 n=15 CV%: 10,5 DMS: 386 bc c a ab a 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Sitio 13P Bray: 24,81 ppm K: 0,55 meq/100g p-valor: 0,47 n=13 CV%: 30,5 DMS: 794 a a a a a 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0P0K0S 30P 60P 60P60K 60P60K10S Tratamiento Sitio 14 P Bray: 9,3 ppm K: 0,35 meq/100g p-valor: 0,10 n=10 CV%: 12,7 DMS: 860 b ab ab a ab
Figura 7: Rendimiento promedio por tratamiento para cada sitio de investigación, incluyendo el resultado de comparación de medias de LSD Fisher al 5 % (a, b, c) y el desvío estándar (δ).
28 En primer orden se puede apreciar que en ninguno de los sitios se obtuvo respuesta al Azufre (S).
Por otra parte, en sólo 4 sitios se observó respuesta a la fertilización con P, siendo la significancia de esta diferencia menor del 5% (p-valor˂0,05) para dos sitios, 6 y 12, y menor del 10% (p-valor˂0,10) para los dos restantes, 5 y 14 (Erro et al., 2012).
Se puede observar en el Cuadro 3 que en ninguno de los sitios en estudio hubo diferencias significativas entre el tratamiento 60P y 60P60K, es decir que no hubo diferencias entre los tratamientos frente al agregado de K. Cabe destacar que en este caso el p-valor del análisis de medias de LSD Fisher tiene en cuenta la variabilidad de todos los tratamientos, por ende se deben analizar sólo los tratamientos 0P0K, 60P0K y 60P60 K (ver capítulo 4.3).
Cuadro 3. Rendimiento promedio por tratamiento (kg ha-1) según sitio
experimental.
Sitio Rendimiento medio por tratamiento (kg ha
-1 ) p-valor CV (%) 0P0K 60P0K 60P60K 1 2406 2562 2641 0,0013 1 2 1223 1418 1382 0,87 29 3 1704 1739 1721 0,83 4 4 1363 1676 1342 0,25 11 5 1507 2203 1729 0,03 11 6 1401 1947 1935 0,09 15 7 1909 1829 1648 0,21 5 9 1772 1569 1771 0,4 11 10 1660 1990 2251 0,33 16 11 2410 2151 2168 0,71 11 12 2331 2928 2494 0,18 12 13 792 1183 1571 0,58 47 14 1774 2457 3028 0,15 47
4.2.2. Componentes del rendimiento
Como se puede observar en la Figura 8a hay una estrecha relación entre el número de granos y el rendimiento, es decir, a medida que el número de granos aumenta también lo hace el rendimiento, esto coincide con trabajos de Kantolic (2003). A su vez se puede ver una zona de “outliers” que presenta una línea de tendencia diferente, de mayor rendimiento y con una pendiente mayor. Es importante señalar que estos valores no se consideran en la regresión. Esto último ocurre en el sitio 12 (“Media Lucha”) pudiendo asociarse
29 a la variedad utilizada (DM 6.2i) dado que a un mismo número de granos presenta un PG mayor, Figura 8c.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 R en d imi en to (k g /h á) N Granos/m² Outliers (Sitio 12) b=138,07 a=1,35 R²=0,84 (p<0,0001;n=34) (a) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 100 150 200 250 R e n d im ie n to ( k g /h á ) PG (mg) Sitio 12 (b) b=-889,42 a=19,02 R²=0,31 (p<0,0006;n=34) 100 150 200 250 0 600 1200 1800 2400 3000 PG (mg ) N Granos/m² Sitio 12 b=124,43 a=0,01 R²=0,10 (p<0,0726;n=34) (c)
Figura 8: Rendimiento en función del número de granos (a), en función del PG (b), y PG en función del número de granos (c). Outliers (símbolos rellenos) no fueron considerados al momento de realizar las regresiones.
La Figura 8b muestra la relación existente entre el PG y el rendimiento,
si bien el coeficiente de correlación es bajo (R2= 0,31) la tendencia marca que
en los sitios de bajo número grano se asociaron a los menores rendimientos, los cuales también presentaron menor PG (Figura 8c). Por tanto el ambiente que limitó al número de granos también imposibilitó la compensación por PG.
4.2.3. Factores determinantes del rendimiento
La agrupación de los factores que explicaron el rendimiento, se presenta en un árbol en la siguiente figura.
30 82% Rendimiento Potencial Promedio=1851,16kg LogWorth=11,51 n= 38 K(meq/100g)siemra<0,69 Promedio=1668,55 LogWorth=5,77 n= 30 Años de agricultura: más de 8 Promedio=1266,58 LogWorth=1,89 n= 24
Años de agricultura: menos de 8 Promedio=1769,04
LogWorth=3,35 n=6
Fecha de Siembra <19 diciembre Promedio=1669,35
n=18
Fecha de Siembra >19 diciembre Promedio=2068,11 n=6 K(meq/100g)siembra>0,69 Promedio=2536,00 n= 8 42% 25% 15%
*Cabe destacar que el LogWorth sería el -log10 de p valor (0,05), siendo en
este caso 1,3. Valores mayores a este último indican que la significancia es superior al 5% por ende justifica otro agrupamiento en el nivel inferior.
Figura 9: Árbol de partición de los factores que explican los rendimientos potenciales, siendo las flechas y los porcentajes el impacto individual de cada factor.
Como puede observarse en la Figura 9, el 82% de la variación en
rendimiento potencial fue explicado por 3 factores (R2 = 0,82). Es importante
mencionar que factores que a priori se hubiera esperado que estén en mayor
correlación con el rendimiento, tales como Población (pl/m2) y precipitaciones
en el período crítico resultaron no tener significancia para este año en particular. El primer factor que se destaca como más importante explicando el 42% de la variación del rendimiento, es el nivel de K a la siembra. Según este análisis el nivel de K a la siembra que determina la agrupación en dos grandes grupos es 0,69 meq/100g suelo. El rendimiento promedio en chacras con más
de 0,69 meq/100g es de 2536 kg ha-1, el cual se destaca por ser el rendimiento
promedio más elevado dentro de las agrupaciones obtenidas, mientras que el rendimiento promedio de chacras que está por debajo de 0,69 meq/100g a la
siembra es de 1668 kg ha-1, lo cual es una diferencia muy importante entre
